【正文】
頻率偏差的概念:實(shí)際頻率與額定頻率之間的差值; 我國頻率額定值是 50Hz,偏移范圍為 177。 一、頻率偏差及頻率調(diào)整的必要性 電力系統(tǒng)有功功率的平衡 ★ 對用戶的影響: ( 1)異步電機(jī)轉(zhuǎn)速:紡織工業(yè)、造紙工業(yè); ( 2)異步電機(jī)功率下降; ( 3)電子設(shè)備的準(zhǔn)確度。 頻率調(diào)整的必要性(頻率變化的影響): 電力系統(tǒng)有功功率的平衡 根據(jù)有功負(fù)荷隨時間不規(guī)則變化按其 變化幅度和周期 ,將負(fù)荷變動分為三類: ( 1) 變動幅度很小,變化周期很短, 這種負(fù)荷變動有很大的偶然性,屬隨機(jī)負(fù)荷變動; ( 2) 變動幅度較大,變化周期較長, 屬于這種負(fù)荷的主要有:電爐、電氣機(jī)車等帶有沖擊性的負(fù)荷變動; ( 3) 變動幅度最大,變化周期最長, 其變動基本上可以預(yù)計,是由生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負(fù)荷變動。 電力系統(tǒng)有功功率的平衡 根據(jù)負(fù)荷變動的分類,有功平衡和頻率調(diào)整也相應(yīng)分為三類: a. 一次調(diào)頻: 由發(fā)電機(jī)調(diào)速器進(jìn)行; b. 二次調(diào)頻: 由發(fā)電機(jī)調(diào)頻器進(jìn)行; c. 三次調(diào)頻: 由調(diào)度部門根據(jù)負(fù)荷預(yù)測曲線進(jìn)行最優(yōu)分配。 ☆ 一次調(diào)頻時所有運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)組都可以參加,取決于發(fā) 電機(jī)組是否已經(jīng)滿負(fù)荷發(fā)電,這類發(fā)電廠稱為負(fù)荷監(jiān)視廠; 二次調(diào)頻是由平衡節(jié)點(diǎn)來承擔(dān); 三次調(diào)頻則屬于電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度的范疇。 三、有功功率平衡和備用容量 即保證有功功率電源發(fā)出有功與系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷相平衡。 分類:按存在形式分為:熱備用和冷備用; 按作用分為:負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用、國民 經(jīng)濟(jì)備用等。系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度主要通過制定優(yōu)化的系統(tǒng)運(yùn)行計劃來實(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng)的短期運(yùn)行計劃問題是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)優(yōu)化問題,但由于其所帶來的顯著經(jīng)濟(jì)效益,人們一直在積極研究,提出了各種方法來解決這個問題。 負(fù)荷曲線的編制:發(fā)電廠負(fù)荷曲線=總負(fù)荷+網(wǎng)損+廠用電 ① 參照長期積累的數(shù)據(jù)對用戶的用電計劃進(jìn)行調(diào)整; ② 確定網(wǎng)絡(luò)損耗和廠用電; ③ 注意氣象、節(jié)假日等條件的變化。 糊系統(tǒng)方法 方法 方法 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 主要內(nèi)容 要求在保證系統(tǒng)安全的條件下,在所研究的周期內(nèi), 以小時為單位 合理選擇電力系統(tǒng)中 哪些機(jī)組應(yīng)該運(yùn)行 、 何時運(yùn)行 及 運(yùn)行時各機(jī)組的發(fā)電功率 ,其目標(biāo)是在滿足系統(tǒng)負(fù)載及其它物理和運(yùn)行約束的前提下 使周期內(nèi)系統(tǒng)消耗的燃料總量或總費(fèi)用值為最少 。 有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分配:是指系統(tǒng)的 有功功率負(fù)荷 在各個正在運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間的 合理分配 ; 核心是按 等耗量微增率準(zhǔn)則 進(jìn)行分配。 比耗量: 耗量特性曲線上某點(diǎn)的縱坐標(biāo) 和橫坐標(biāo)之比,即單位時間內(nèi) 能量的輸入和輸出之比,記為 μ ;即 。 W 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 = = = = Δ F d F Δ W d Wλ λ Δ P d P Δ P d P或 耗量微增率:耗量特性曲線上某點(diǎn)切線的斜率,表示在該點(diǎn) 的能量輸入增量與輸出增量之比,即 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 ?Σ n1 G 1 2 G 2 n G n i G ii = 1F = F ( P ) + F ( P ) + + F ( P ) = F ( P )目標(biāo)函數(shù): ☆ 有功負(fù)荷最優(yōu)分配的目的:在滿足 有功功率平衡 的前提下, 合理分配 各發(fā)電機(jī)組出力 ,使發(fā)電設(shè)備在生產(chǎn)電能的過程 中所消耗的 能源最少或成本最少 。 耗量特性相互獨(dú)立 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 ()? ?m τi G i0i = 1mmi n F = F ( P ) d t 表 示 系 統(tǒng) 中 火 電 廠 數(shù) 目?② 當(dāng)消耗的能源受到限制(含有水力發(fā)電廠)時,目標(biāo)函數(shù) 就不再是單位時間內(nèi)消耗的能源,而是一定運(yùn)行時間 τ內(nèi) 的能源消耗: ??nnG i L D ii = 1 i = 1P P Δ P = 0?( 1)等式約束條件:系統(tǒng)有功功率的平衡 若不計網(wǎng)損,則 約束條件: 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 ???????? ???Gim in Gi Gim axGim in Gi Gim axim in i im axP P PQ Q QU U U( 2)不等式約束條件: ? τ j H j0 W ( P ) dt = C定 值 ☆ 若系統(tǒng)含有水電廠,除有功功率平衡條件外,還有一個 約束條件(用水量 C): 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 G 1 G 2 L DP + P P = 0( ) ( )Σ 1 G 1 2 G 2m i n F = F P + F P求解: 建立一個新的、不受約束的目標(biāo)函數(shù) ―― 拉格朗日函數(shù) 三、等耗量微增率準(zhǔn)則 以兩臺火電機(jī)組為例,忽略有功網(wǎng)損: 假定各臺機(jī)組的燃 料消耗量和輸出功率不受限制,確定負(fù)荷功率在兩臺機(jī)組 間的分配,使總的燃料消耗量最小。 ? ?? ???????? ??????????1 G1G1 G12 G2G2 G2G1 G2 LDdF PL= 0 = λP dPdF PL= 0 = λP dPL= 0 = P + P Pλ 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 ★ 這就是著名的 等耗量微增率準(zhǔn)則 :為使總耗量最小,應(yīng) 按 相等的耗量微增率 在發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間分配負(fù)荷。 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 11 G 1G122 G 2G233 G 3G3dFλ = = + 14PdPdFλ = = + 08PdPdFλ = = + 09PdP1 2 3λ = λ = λ? ;G 1 G 2 G 3 G 3 G 2P = 1 4 .2 9 + 0 .5 7 2 P = 0 .6 4 3 P P = 2 2 .2 2 + 0 .8 8 9 P解: (1) 按所給耗量特性可得各廠的微增耗量特性為: 根據(jù)等耗量微增率準(zhǔn)則: 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 例題 4- 1:某火電廠三臺機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行,各機(jī)組的燃料消耗特性及功率約束條件如下: 試確定當(dāng)總負(fù)荷分別為 400MW、 700MW時,發(fā)電廠間功率的經(jīng)濟(jì)分配(不計網(wǎng)損的影響